ترمیم اعصاب آسیب دیده با ابریشم عنکبوت و کرم ابریشم

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، ابریشم حاصل از عنکبوت ها و کرم های ابریشم ماده امیدوارکننده ای برای ترمیم اعصاب آسیب دیده است.
روش های کنونی برای ترمیم اعصاب آسیب دیده به فواصل کوتاه محدود می شوند اما اکنون برای اولین بار، محققان دو نوع ابریشم را برای ایجاد یک روش زیست سازگار امیدوارکننده برای بازسازی اعصاب آسیب دیده در فواصل طولانی تر ترکیب کردند.

اعصاب محیطی پیام هایی را از مغز و نخاع به سایر بخش های بدن می فرستند تا برای مثال هنگام راه رفتن ماهیچه ها حرکت کنند یا مغز به شما اطلاع دهد که پاهایتان سرد است. اعصاب محیطی به راحتی آسیب می بینند و توانایی مغز برای برقراری ارتباط با عضلات و اندام ها مختل می شود.
درمان استاندارد برای ترمیم اعصاب محیطی آسیب دیده، اتوگرافت(autograft)است که در آن جراحان بخش آسیب دیده را جدا می کنند و آن را با یک عصب از سایر نقاط بدن جایگزین می کنند. عصب پیوندی از یک عصب حسی گرفته می شود که حس را به ناحیه ای از پوست که در آن داشتن احساس حیاتی نیست، منتقل می کند. اما میزان موفقیت پیوندهای عصبی می تواند موفقیت آمیز باشد یا شکست بخورد.
هدایتگرهای عصبی(nerve guides) که ساختارهای لوله ای هستند که به دو انتهای عصب بریده شده بخیه می شوند تا شکاف را پر کنند، حدود ۳۰ سال است که وجود دارند. با این حال، آنها فقط می توانند برای پر کردن شکاف های کوچک استفاده شوند. در حال حاضر، هدایتگرهای عصبی که مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا هستند در فواصل کوتاه تا سه سانتی متر محدود شده است. فواصل طولانی تر نیازمند یک چارچوب داخلی هستند که پشتیبانی ساختاری و سلولی لازم را فراهم می کند.
محققان دانشگاه آکسفورد و دانشگاه پزشکی وین که با ترکیب دو نوع ابریشم طبیعی گرفته شده از کرم های ابریشم(Bombyx mori) و عنکبوت های گوی باف طلایی (Trichonephila edulis) یک هدایتگر عصبی برای بازسازی اعصاب در فواصل طولانی تر جدید ایجاد کرده اند.
مطالعات قبلی مزایای استفاده از ابریشم به عنوان یک ماده زیستی را نشان داده است. ابریشم از پروتئین های فیبروئین(fibroin) و سریسین (sericin) تشکیل شده است. هر دوی این ابریشم ها سازگار با محیط زیست، الاستیک و محکم هستند. مشخص شده است که فیبروئین ابریشم با افزایش تکثیر و رشد سلولی باعث التیام زخم می شود. ابریشم عنکبوت نیز دارای خواص مکانیکی قابل توجهی از جمله استحکام کششی و انعطاف پذیری بالا است.

برای اولین بار، محققان مشخصه های فیبروئین بازسازی شده ی ابریشم را با لوله ها و رشته های ابریشم طبیعی عنکبوت ترکیب کردند تا یک ساختار ابریشم در ابریشم ایجاد کنند.
دیواره این ساختار از فیبروین ابریشم کرم ابریشم ساخته شده و پر از الیاف ابریشم عنکبوت است که به عنوان یک ساختار هدایت کننده داخلی عمل می کند.
هدایتگر عصبی بر روی موش هایی که عصب سیاتیک راست آن ها قطع شده و شکافی ۱۰ میلی متری در آن ایجاد شده بود، آزمایش شدند. محققان دریافتند که اعصاب آسیب دیده با هدایتگر عصبی ابریشمی سازگار شده اند و این اعصاب در امتداد رشته های ابریشمی رشد کرده و با موفقیت دو انتهای بریده شده به هم وصل شده اند.
لورنز سملر(Lorenz Semmler)، نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: در مطالعه ما، مشخص شد که اعصاب محیطی زمانی که چنین رشته هایی از ابریشم ساخته می شوند به خوبی عمل می کنند و به نظر می رسد ابریشم عنکبوت برای هدایتگرها مناسب تر است.
محققان همچنین درک بیشتری از ساختار مولکولی ابریشم به دست آوردند و دریافتند که تخلخل آنها امکان تبادل مواد مغذی و مواد زائد را فراهم می کند که برای فرآیند بهبودی حیاتی است. علاوه بر این، سلول هایی که مسئول بازسازی عصبی هستند به هر دو نوع ابریشم می چسبند.
سملر گفت: به عنوان بخشی از این مطالعه، ما نه تنها در ترمیم عصب موفق بودیم، بلکه توانستیم اجزای فرآیند درمان را با جزئیات تجزیه و تحلیل کنیم.

استفاده از مواد طبیعی برای ایجاد هدایتگرهای عصبی مزایای آشکاری نسبت به مواد مصنوعی دارد. ابریشم عنکبوت زیست تخریب پذیر است و در مدل های حیوانی پاسخ ایمنی بسیار کمی ایجاد می کند. ماهیت متخلخل ابریشم می تواند امکان ترکیب مولکول های فعال زیستی را برای ترویج بازسازی اعصاب در فواصل طولانی تر فراهم کند.
محققان امیدوارند که کشف آنها راه را برای توسعه هدایتگر عصبی «خارجی» برای درمان آسیب های عصبی محیطی در انسان هموار کند.
این مطالعه در مجله «Advanced Healthcare Materials» منتشر شده است.